Využití Raspberry Pi v každodenním životě a nestandardních aplikacích. Raspberry Pi = chytrá domácnost

Chytrý dům postavený na základě Raspberry Pi 3 je multifunkční komplex, který vám umožní ovládat a spravovat všechny prvky vašeho domova, ať už je to byt, venkovský dům nebo soukromý dům. Mnoho prvků funguje pod jeho „vedením“, od žárovek v místnostech až po systém vytápění a spouštění systémů, které rozpoznávají lidskou přítomnost.

Zvláštnost systému spočívá v koordinovaném provozu všech komponent, spolehlivosti a relativní jednoduchosti konfigurace.

Jaký je princip chytré domácnosti? Jaké vlastnosti a schopnosti jsou relevantní? Co je třeba zvážit při nastavování a přípravě do práce? Jak vybudovat chytrý domácí systém založený na Raspberry Pi 3? Tyto a další otázky zvážíme níže.

Princip fungování

Chytrá domácnost založená na Raspberry Pi 3 je oblíbená díky své snadné montáži, a to i pro lidi bez zvláštních zkušeností. Základem celého systému je malá základní deska, do které výrobce zabudoval obrovský potenciál.

Zpočátku společnost prodávala dvě konfigurace zařízení - modely A a B. První se vyznačovala kapacitou paměti 256 MB a druhá byla dvakrát větší.

Model A byl nějakou dobu v prodeji, díky dostupnosti přístupu do globální sítě, ale po aktualizaci na verzi „B“ již první možnost nebyla nutná. Nová verze byla kompaktní a měla čtyři USB porty.

Stavba chytré domácnosti na Raspberry Pi 3 závisí na preferencích majitele. Bez ohledu na to zůstává princip fungování stejný:

V případě potřeby lze systém chytré domácnosti sestavit na platformě „otevřeného“ typu, například Fhem, openHAB, SHC. Neméně oblíbenou možností je použití platformy wiBulter.

Kde se používá Raspberry Pi 3 Model B?

Rozsah použití chytré domácnosti založené na Raspberry Pi je omezen pouze znalostmi instalačního technika a přáním majitele domu. Zde jsou možné následující možnosti:

Možnosti chytré domácnosti na Raspberry Pi umožňují použít design jako set-top box, domácí meteostanici, bezpečnostní systém nebo tablet. Možnosti aplikace jsou téměř neomezené.

Vlastnosti a specifikace Raspberry Pi 3 Model B

Zařízení je kompaktní počítač velikosti plastové bankovní karty. Čip obsahuje potřebnou výbavu pro provoz – CPU, RAM, HDMI konektor, USB a kompozitní výstup. Nechybí ani ethernetový konektor, bezdrátová konektivita a Bluetooth.

Blok Raspberry Pi 3 Model B má pro základní účely čtyři desítky vstupních a výstupních kontaktů. Jsou navrženy pro připojení periferních zařízení, která potřebují interakci s ostatními prvky vnějšího světa. Hovoříme o přepínání se senzory a akčními členy pracujícími ze sítě.

Základní OS pro chytrou domácnost na Raspberry Pi 3 je Linux. Operační systém je instalován na paměťové kartě microSD, která se instaluje do speciálního slotu na desce.

Mnoho lidí dříve pracovalo pouze s Windows a Linuxu se bojí. Na tomto OS není nic neobvyklého. Snadno se používá a má vysokou úroveň zabezpečení. Pokud během instalace dojde k chybám konfigurace, lze je snadno opravit obnovením bitové kopie.

Verze Raspberry Pi 3 Model je pokročilejší verzí druhého modelu. Nová deska je plně kompatibilní s předchozí verzí, ale má vyšší výkon a další možnosti připojení:

1. Objevily se bezdrátové Wi-Fi řady 802.11n a Bluetooth 4.1.
2. K dispozici je procesor se čtyřmi jádry (typ - ARM Cortex-A53). Pracovní frekvence je 1,2 GHz. Je založen na jednočipovém čipu typu Broadcom BCM

CPU má architekturu ARM v53. To vám umožní používat jakýkoli operační systém, například Ubuntu nebo Windows 10.

Použití 4jádrového čipu zaručuje zvýšení výkonu produktu o 50-60 procent (ve srovnání s druhým modelem) a o 1000 procent ve srovnání s prvním Raspberry Pi.

Díky této funkci otevírá mini PC ještě více příležitostí pro vytváření komplexních projektů chytré domácnosti, což na pozadí přístupu k internetu otevírá téměř neomezené vyhlídky.

Nový model Raspberry Pi 3 je vybaven 1 GB RAM. Část této paměti využívá grafický subsystém. Co se týče grafické části, je zde instalován 2jádrový CPU VideoCore IV.

Systém podporuje různé standardy jako OpenGL ES 2.0, VC-1, OpenVG, MPEG-2. Další funkce – možnost kódovat, dekódovat a zobrazovat na obrazovce celé HD video. Parametry videa - 1080p, 60 FPS, H.264.

Obvod

Stálou výhodou systému je možnost připojení TV nebo displeje pomocí HDMI výstupu. Rozlišení lze měnit v rozsahu od 640*350 do 1920*1200. Výstup kompozitního typu má dva provozní režimy - NTSC a PAL. Pro připojení reproduktorů a sluchátek je k dispozici 3,5 mm jack.

Dalšími výhodami chytré domácnosti založené na Raspberry Pi 3 jsou USB porty propojené interním hubem. V případě potřeby můžete připojit myš a klávesnici.

Zařízení má schopnost šetřit prostředky CPU. Pro tento účel má model Raspberry Pi 3 15pinové konektory. Mezi nimi je CSI-2, používaný pro připojení kamery, a DSI pro přepínání obrazovky.

K dispozici je řada nízkoúrovňových rozhraní, jmenovitě napájecí piny (3 a 5 V, i zem), 40 portů pro obecný vstup a výstup, volitelné SPI, sériové UART a I 2 C / TWI.

Pro připojení k chytré domácnosti založené na Raspberry Pi 3 model B je k dispozici Bluetooth 4.1, Wi-Fi 802.1 n a Ethernet (10/100 Mbit). V druhém případě je výstup vybaven běžným konektorem RJ-45.

Dodávaný díl a rozměry

Výrobek je napájen napětím 5 V, napájeným ze speciálního adaptéru přes napájecí piny nebo microUSB konektor. Pro spolehlivost je lepší použít zdroj s I 2 ampéry nebo více. V tomto případě je možné připojit výkonnější produkty k portům USB.

Na desce není žádný hardwarový spínač zajišťující napájení napětí. Mini PC se aktivuje zapojením kabelu do elektrické zásuvky ak vypnutí slouží základní funkce OS.

Rozměry desky jsou pouze 8,5 * 5,4 cm Obsahuje potřebné porty, z nichž některé mírně přesahují celkové rozměry (o několik milimetrů).

PODLE

V chytré domácnosti založené na Raspberry Pi 3 Model B není obvyklý pevný disk, takže „OS“ je nainstalován na vzdáleném úložném zařízení (paměťové kartě). Musí být připraven a nainstalován předem.

Pokud máte několik paměťových karet, můžete pro systém chytré domácnosti použít různé obrázky. Za zvážení stojí, že paměťová karta není součástí balení, takže si ji budete muset zakoupit sami. Vhodné je vzít si microSD s kapacitou 4 GB a více.

Základní parametry:

• CPU: 64 bitů 4 jádra. Typ - ARM Cortex-A53. Frekvence - 1,2 GHz. Jednokrystalový čip BCM2837;
• RAM - jeden gigabajt LPDDR2 SDRAM;
• digitální video výstup HDMI;
• audio výstup 3,5 mm (4 pin);
• USB porty typu 2.0×4;
• podpora sítě - Wi-Fi11n, 10/100 MB RJ45 Ethernet;
• pro připojení displeje - Display Serial Interface (DSI);
• Bluetooth - Bluetooth 4.1, Low Energy;
• pro připojení videokamery - MIPI Camera Serial Interface (CSI-2);
• MicroUSD slot;
• 40 I/O portů;
• rozměry - 8,6*5,6*1,7 cm.

Výhody Raspberry Pi 3 Model B

Chytrý dům založený na Raspberry Pi 3 Model B má řadu nepopiratelných výhod:

1. Dostupnost velkého výběru rozhraní, která vám umožní maximalizovat možnosti systému. Má Bluetooth, Wi-Fi, HDMI a USB porty.
2. Možnost připojení GSM modemu pro komunikaci s operátorem poskytujícím služby globální sítě.
3. Přítomnost výkonného procesoru se čtyřmi jádry na 1,2 GHz, schopného řešit vážné problémy.
4. Plná kompatibilita nové a předchozí verze.
5. Kompaktnost. Zařízení je malých rozměrů a váží pouhých 45 gramů.
6. Dostupnost přetaktování. V případě potřeby je k dispozici zvýšení výkonu systému.
7. Snadné použití. Programování Raspberry Pi 3 Model B lze provádět v různých jazycích.

Za zmínku stojí také řada výhod chytré domácnosti postavené na Raspberry Pi 3 Model B:

1. Schopnost zabezpečit budovu její ochranou před povodněmi, instalací video dohledu, vytvořením požárních a bezpečnostních systémů.
2. Instalace systémů zvyšujících komfort. Mluvíme o elektrických spotřebičích, stejně jako o speciálních zařízeních, která ovládají závěsy.
3. Možnost instalace systému, který poskytuje další úspory. Používají se dotykové faucety, pohybové senzory a senzory zaznamenávající pohyb lidí nebo zvířat.
4. Dostupnost instalace speciálních zábavních systémů. Můžete například připojit multiroom nebo domácí kino k chytré domácnosti založené na Raspberry Pi 3 Model B.

Aby byl obrázek úplný, stojí za to zvážit řadu nevýhod charakteristických pro chytrou domácnost na Raspberry Pi 3 Model B:

1. Instalace takových zařízení je vhodná pro velká sídla umístěná mimo hranice města a mající velkou plochu.
2. Chcete-li nainstalovat, musíte znát funkce a pravidla pro použití každého z prvků. V krajním případě je vhodné mít po ruce kvalifikovaného specialistu, který je připraven kdykoliv pomoci se zájmovou otázkou.
3. Časem bude chytrá domácnost postavená na Raspberry Pi 3 Model B zastaralá. Z tohoto důvodu může být obtížné najít potřebné komponenty (v případě poruchy).

Obecně má zařízení pozitivnější vlastnosti, a proto si zaslouží pozornost lidí, kteří chtějí vybavit pohodlný a snadno ovladatelný domov.

Moduly, které můžete použít

Pro rozšíření funkčnosti chytré domácnosti na Raspberry Pi 3 Model B můžete použít další moduly. Jejich použití rozšiřuje počet dostupných možností a umožňuje vytvořit jedinečný systém, který poskytuje maximální pohodlí:

1. VIDEOKAMERA. Připojení tohoto modulu vám umožní doplnit vaši chytrou domácnost o video monitorovací systém. Kamera je kombinována s operačním systémem malého PC, Raspberry Pi 3 Model B. Po instalaci zařízení můžete natáčet video ve Full HD rozlišení a fotit s rozlišením 5 MP.
2. SNÍMAČE KOUŘE A VODY. Instalace těchto modulů umožňuje chránit majetek před požárem a zatékáním, resp. Pro majitele velkých domů je to užitečná možnost, jak se vyhnout potížím. V případě kouře nebo zaplavení systém okamžitě informuje majitele o výskytu problémů.
3. MĚŘIČ TEPLOTY A VLHKOSTI VZDUCHU. Pomocí takových modulů můžete proměnit chytrou domácnost na bázi Raspberry Pi 3 Model B v meteostanici s detailními informacemi o situaci za oknem i uvnitř.
4. SNÍMAČ POHYBU. Připojení zařízení umožňuje automatické zapínání a vypínání osvětlení v místnostech. Pohybové čidlo je užitečné na ulici, v garáži, na chodbě a dalších nebytových prostorách.
5. MODUL BEZDRÁTOVÉ KOMUNIKACE. Pro kombinaci externích zařízení a ovladače můžete použít přijímač a vysílač pracující na frekvenci 433 Hz. Pokud máte finanční prostředky, můžete si zakoupit pokročilejší verzi zařízení - Z-Wave Fibaro Home Center

Použití těchto senzorů rozšiřuje možnosti chytré domácnosti a zvyšuje její úroveň ochrany.

První nastavení a příprava na práci

Nejprve byste si měli přečíst pokyny a doporučení výrobce týkající se použití zařízení. Vyplatí se ujistit se, že jsou k dispozici potřebné senzory a naplánovat jejich připojení. Deska je instalována ve speciální krabici, která chrání výrobek před mechanickými vlivy. Zařízení nehraje a vypadá velmi solidně.

Po sejmutí horního krytu získáte přístup k desce. Jediným problémem je připojení bočního konektoru. Pro pohodlí se doporučuje zakoupit rohový kabel.

Navíc jsou zakoupeny dva radiátory pro chlazení ethernetového řadiče a hlavního čipu.

Existují i ​​jiná řešení.

Pro první spuštění budete potřebovat paměťovou kartu s nainstalovaným operačním systémem. Minimální velikost flash disku musí být 4 GB nebo více. Obrázek OS je k dispozici online (odkaz ke stažení níže). Budete také potřebovat Win32 Disc Imager.

Po stažení obrázku do notebooku je potřeba jej rozbalit z archivu a poté vložit paměťovou kartu do čtečky karet. Dále se spustí již nainstalovaný program Win32 Disc Imager.

Po dokončení práce program vybere obrázek a zapíše jej na flash disk.

Sestavení systému chytré domácnosti

Aby se předešlo problémům, poskytujeme podrobné pokyny pro sestavení systému a jeho přípravu k provozu. Algoritmus akce je následující:

1. Přihlaste se na oficiální stránku zařízení Raspberry Pi 3 Model B a stáhněte si požadovanou verzi OS.
2. Nákup a formátování paměťové karty Micro SD. Nahrání obrazu OS do něj.
3. Instalace karty do slotu základní desky pro instalaci operačního systému.

Tím je nastavení Raspberry Pi 3 Model B dokončeno.

1. Instalace Node JS. Dokončení této fáze bude nutné pro plný provoz NodeMCU ESP-12E.
2. Instalace Homebridge a nastavení automatického spouštění s právy Root (zařízení by se mělo spustit po zapnutí Raspberry Pi 3 Model B).
3. Připojení externích modulů podle zvláštního schématu.

Po dokončení výše uvedené práce musíte přejít do svého mobilního telefonu a otevřít aplikaci Domů. Poté se vyplatí přidat platformu Raspberry Pi.

Majitel ovládá osvětlení, zná přesné informace o vlhkosti a teplotě a dostává informace o přítomnosti netěsností nebo kouře (pokud takové problémy nastanou).

Toto je pouze část možností chytré domácnosti na Raspberry Pi 3 Model B, které majitel obdrží.

Když přejdete na balíček, uvidíte celý balíček.

Co se může stát, podívejte se na video.

Výsledky

Chytrá domácnost založená na Raspberry Pi 3 Model B je pohodlnou alternativou ke stávajícím a dražším zařízením. Zvláštností platformy je její kompaktnost, možnost rozšíření funkčnosti a nízká cena. Můžete k němu připojit různé externí moduly bez obav z problémů s kompatibilitou.

I přes časovou investici je výsledkem práce výkonný a pohodlný systém, který zajišťuje kompletní domácí automatizaci. V budoucnu k němu můžete připojit multimédia a další zařízení.

Je těžké ignorovat technologické novinky, které se již dávno staly součástí každodenního života. Mezi tak známými věcmi, jako je internet nebo chytré telefony, vyniká především chytrá domácnost, která pomáhá spojit použité gadgety a domácí spotřebiče do jediné sítě pro pohodlnější a jednodušší správu. Je snadné přizpůsobit si inteligentní domácnost tak, aby vyhovovala vašim vlastním potřebám, zavedením nových modulů do sítě a jejich naprogramováním pro provádění specifikovaných scénářů. Senzory používané v procesu ovládání domu se spouštějí:

• Na zvuk;
• Na cestách;
• Pro tepelnou energii.

Jednoduché senzory jsou přítomny dokonce i v obchodních centrech, kde hlídají automatické otevírání dveří a plní další úkoly. Může být těžké uvěřit, že se inteligentní dům může stát nedílnou součástí života člověka, ale je to tak. Abyste snížili své mzdové náklady a naučili zařízení vykonávat jednoduché funkce samostatně, stačí implementovat projekt chytré domácnosti, který toto vše usnadní.

Jak funguje chytrá domácnost

Automatizovaná technologie využívá software, který jí umožňuje provádět různé úkoly. Programy se používají i v chytré domácnosti, rozšiřující funkčnost jejích možností. Chcete-li naprogramovat provoz zařízení, musíte mít určité dovednosti. Pro začínající majitele by proto bylo nejlepší volbou použití aplikací, které již byly přizpůsobeny požadavkům běžných uživatelů.

Při vývoji chytré domácnosti si můžete vybrat z několika variant. V prvním případě se použije hotové řešení, které zůstane nainstalováno na místě. Tato možnost vyžaduje minimální úsilí, ale její náklady jsou značné. Ne každý si může dovolit takový projekt realizovat. Dalším řešením je pochopení samotného konceptu, který vám v budoucnu umožní vytvořit a sestavit si chytrou domácnost sami.

Pracovní postup závisí na správnosti výpočtů provedených majitelem, což vede k nižším nákladům. Sestavit si chytrou domácnost svépomocí není těžké, pokud k věci přistupujete opatrně a s pochopením. Ve výsledku to ušetří peníze a umožní vám získat určité dovednosti při manipulaci s moduly.

Proces automatizace chytré domácnosti

Je snadné zajistit, aby zařízení používaná každý den fungovala podle daného scénáře, pokud k tomu použijete vhodnou řídicí jednotku. Společnost Raspberry Pi vyvinula minipočítač, který je vhodný pro řešení tohoto problému. Zařízení je kompaktní a efektivní a také umožňuje jednoduchou a přímočarou automatizaci projektů. Raspberry je levný, zejména ve srovnání s jinými výrobci, kteří představili své produkty na trhu. To však společnosti nezabránilo nabízet skutečně vysoce kvalitní vybavení, které se stalo populární. Zpočátku společnost vyvinula dvě varianty minipočítače:

• model A;
• model B.

Vizuální design a balení

Tato zařízení jsou řízena čipsetem ARM11 s výkonem 700 MHz. Rozdíly mezi variacemi jsou v množství paměti na palubě. Produkt B je tedy vybaven 512 MB RAM, což je dvojnásobek výkonu modelu A s 256 MB. V důsledku toho společnost dospěla k rozhodnutí vydat obě varianty současně, zejména proto, že minipočítač A měl další výhody. Byl vybaven ethernetovým portem umožňujícím připojení k síti. Společnost pokračovala v práci na modernizaci svých produktů a přehodnotila druhou verzi počítače. To vedlo ke vzhledu vylepšené verze B, která se stala ještě kompaktnější a také dostala stylový design. Mezi vývojem designu stojí za zmínku přítomnost 4 konektorů USB, což je dvojnásobek počtu portů tohoto typu u předchozí verze.

Přečtěte si také: Je váš domov bezpečný pro životní prostředí?

Zařízení se osvědčilo v oblasti vytváření chytrých domácností. Nízká cena dělá z Raspberry vynikající volbu pro stavbu celého projektu a všestrannost minipočítače zvládne složité úkoly. Automatizace zařízení založená na takové jednotce se stává nejlepším z dostupných řešení.

Raspberry je schopen ovládat Z-Wave zařízení, což usnadňuje ovládání domácích spotřebičů. Instalace desky RaZberry do miniPC činí řídicí jednotku produktivní a spolehlivou. Z-Wave představuje moderní standard pro inteligentní domácnost, který je možný díky procesu bezdrátové technologie. V důsledku toho má majitel možnost odmítnout použití dalších prvků a spotřebního materiálu, čímž se sníží celkové náklady. Správa Z-Wave je snadná. Chytrou domácnost tedy může realizovat i člověk, který nemá praktické zkušenosti s prací na takových projektech.

Další výhodou je možnost upgradovat stávající desku. Pokud tedy dojde k poklesu výkonu, který již pro provoz modulů nestačí, pak lze Z-Wave upgradovat pomocí pomocných prvků, jako je tomu u vylepšení standardního PC. Provedení upgradu eliminuje nutnost kompletně měnit zařízení.

Ovladač od Z-Wave

Pokud uživatel nemá dostatek zkušeností nebo volného času na dokončení instalace, pak Z-Wave může nabídnout služby pro nastavení nebo instalaci zařízení v jakémkoli regionu Ruské federace. Případné dotazy lze vyřešit pomocí rozsáhlé databáze, která je volně dostupná, nebo pomocí technické podpory. Raspberry se osvědčil jako nejlepší v oblasti video dohledu. Pomocí desky a standardní webové kamery obdrží uživatel systém, který je schopen vysílat obraz do sítě bez ohledu na umístění sledovacího zařízení. Sledování objektu je ještě jednodušší, protože není potřeba neustále sledovat situaci. Stačí sledovat hlavní události na konci práce, abyste se dozvěděli o případných incidentech zaznamenaných videokamerou.

Moderní inteligentní domácnost je mnohostranný systém, který je zodpovědný za provádění přednastavených úkolů a také poskytuje přístup k akcím, které jsou založeny na přednastavených algoritmech. Díky tomu je projekt autonomnější a nezávislý na lidských příkazech. Chytrý dům samostatně hledá řešení v obtížných situacích na základě předchozích zkušeností.

Navrhnout takový dům není obtížné, zejména při pečlivém plánování. Majitel se tak díky svým inovacím stává příjemcem obrovských výhod. Po rozhodnutí o funkcích automatizace můžete výrazně snížit spotřebu času, ušetřit energetické zdroje a zvýšit bezpečnost pro obyvatele domů. Pohodlí určují vybrané komponenty, na kterých je projekt postaven, a tak se Raspberry stane spolehlivým pomocníkem při vytváření chytré domácnosti.

Chytrý dům na Raspberry Pi

Jak víte, mnoho funkcí prováděných domácími spotřebiči lze automatizovat bez velkého úsilí a je ještě snazší ovládat provoz zařízení na dálku. Dále se čtenář může seznámit s tím, jak přesně rozvíjet svůj projekt, počínaje možnostmi minipočítače Raspberry. Hlavním tématem bude vývoj regulátoru schopného produktivně monitorovat osvětlení v každé jednotlivé místnosti a také upravovat aktuální hodnoty teploty a další parametry podpory života v domě. Raspberry Pi bude ovládat multimediální zařízení, ale i prvky zabezpečení domácnosti.

Složení řídící jednotky

Chcete-li sestavit svůj chytrý dům, budete muset nejprve zakoupit všechny komponenty zahrnuté v minimální konfiguraci:

• NodeMCU ESP-12E;
• Objemový senzor;
• Teplotní senzory;
• Senzory vlhkosti
• reléový modul;
• paměťová karta;
• Raspberry Pi 3.

Samotný procesor, a v této konfiguraci se jedná o třetí model, je vybírán libovolně, takže další verze bude neméně efektivní a vhodná pro chytrou domácnost. Volba ve prospěch Raspberry Pi 3 je způsobena tím, že jednotka je vybavena bezdrátovými komunikačními moduly. NodeMCU můžete nahradit Arduino Nano, nebo použít pomocný modul pro Wi-Fi.

Přečtěte si také: Multiroom od Rostelecomu - vlastnosti a výhody

Komponenty, které tvoří řídicí jednotku, musí být zapojeny a seřízeny. Pro snížení nákladů na čas a úsilí bude výhodné zakoupit hotové řešení, jako je NodeMCU. Výkonové prvky jsou vybírány v množství zahrnutém v projektu. Prezentovaná konfigurace bude vyžadovat 3 prvky. Konfigurace snímače se určuje individuálně. V případě potřeby můžete opustit objemový senzor, pokud jeho použití nemá žádnou logickou potřebu.

Instalace Raspbianu

Chcete-li se vyrovnat s instalací OS, budete muset navštívit oficiální stránku společnosti, kde vždy najdete a stáhnete nejnovější verzi. Dále je karta naformátována na FAT. Podle zadaných pokynů vytvoříme bitovou kopii pro používaný operační systém. Zbývá pouze připojit kartu k minipočítači a také připojit klávesnici a obrazovku, kterou může být televizor. Proces stahování obvykle chvíli trvá, poté můžete začít s nastavením.

Tímto způsobem si můžete nastavit vlastní heslo a další parametry. Neměli byste měnit aktuální nastavení spouštěcí obrazovky, protože grafická část nebude během běhu chytré domácnosti použita. Přejděme ke změně hostitele, umístěné v položce Hostname, a také nastavení SSH, které vám umožní v budoucnu spravovat zařízení s větším komfortem. Po použití všech nastavení zbývá pouze restartovat zařízení kliknutím na Dokončit.

Nastavení WIFI

Po restartování zařízení byste měli přejít na rozhraní, kde je postup následující:

• Napíšeme příkaz sudo nano /etc/network/interfaces;
• Hledání dílu iface wlan0 inet manuál a nahradit tento řádek iface wlan0 inet static,
• Nezapomeňte uvést svou vlastní statickou IP adresu.

Příklad odvedené práce vypadá takto:

auto wlan0 allow-hotplug wlan0 iface wlan0 inet statická adresa 192.168.1.150 maska ​​sítě 255.255.255.0

brána 192.168.1.1 wpa-conf /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf adresa, maska ​​sítě, brána —

ale ve vašem případě by nastavení mělo být provedeno pro váš vlastní router.

Dalším krokem je přejít na žadatele, kde byste měli zadat následující příkaz

sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

V okně, které se otevře, můžete zadat všechna potřebná nastavení pro bezdrátovou síť.

Příklad nastavení:

ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev

update_config=1

network=( ssid=”vaše SSID » psk=”vaše heslo”)

sudo ifdown wlan0

Proces bude dokončen, po kterém zbývá upřesnit

sudo ifup wlan0

čekání na dokončení restartu způsobeného příkazem

sudo restart

Za předpokladu správného provedení všech operací dostaneme plně nakonfigurovanou bezdrátovou síť, do které se zařízení při startu přepne.

Aktualizace minipočítače

Před zahájením dalších úprav byste se měli vypořádat s upgradem systému. Pořadí není složité:

• vstoupit sudo apt-get aktualizace sudo apt-get upgrade;
• zkontrolujte aktuální verzi pomocí příkazu g++-4,9 –v a zkontrolujte s aktuálním;
• pokud je verze, kterou používáte, zastaralá, zadejte sudo apt-get install g++.

Pojďme k instalaci NODE.JS. Tento program od čtvrté verze podporuje ARM. Abyste mohli nainstalovat NODE.JS, budete muset nastavit sekvenci příkazů:

• curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_6.x;
• sudo -E bash - sudo apt-get install -y nodejs;
• Chcete-li zkontrolovat aktuální verzi, zadejte nodejs –v.

Instalace HOMEBRIDGE

Prvním krokem je instalace Avahi a dalších komponent, které budou vyžadovány pro fungování MDNS. Přejděte na příkazový řádek a začněte zadávat následující sekvenci

• sudo apt-get install avahi-daemon avahi-discover libnss-mdns libavahi-compat-libdnssd-dev;
• sudo npm install -g --unsafe-perm homebridge hap-nodejs node-gyp;
• cd /usr/lib/node_modules/homebridge/;
• sudo npm install --unsafe-perm bignum;
• cd /usr/lib/node_modules/hap-nodejs/node_modules/mdns;
• sudo node-gyp BUILDENGINE=Uvolněte znovu sestavení.

Pro testovací účely proveďte testovací běh s příkazem homebridge a jako odpověď byste měli očekávat něco takového:

—

config.json (/home/pi/.homebridge/config.json) nebyl nalezen.

Naskenujte tento kód pomocí aplikace HomeKit na svém zařízení iOS a spárujte se s Homebridge:

│ 031-45-154 │

Homebridge běží na portu 44278

Pokud bylo získáno něco podobného, ​​byly předchozí příkazy provedeny a použity správně. Jak můžete vidět z příkladu, program nebyl schopen detekovat config.json, což znamená, že jej budete muset vytvořit sami:

• sudo -i;
• mkdir /kořen/.homebridge;
• dotkněte se /root/.homebridge/config.json.

Seznam lidských úspěchů je neustále aktualizován o nový vývoj. Vynikající je uměle vytvořená možnost „Smart Home“ na minipočítači Raspberry Pi, která je dnes populární.

Zmíněný systém si po uvedení na trh téměř okamžitě oblíbilo mnoho majitelů domů. To je důvod, proč se poptávka po systému „chytré domácnosti“ na Raspberry pi začala každým rokem aktivně zvyšovat. Chcete zjistit, proč je chytrá domácnost Raspberry pi 3 tak jedinečná a proč je dnes právě tento systém instalován v mnoha domácnostech? Prostudujte si níže uvedený materiál.

Jaké jsou projekty Raspberry pi 3 pro domácnost a proč jsou potřebné?

Systém „smart home“, který vynalezla společnost Raspberry Pi, umožňuje ovládat v domě naprosto vše: od rozsvícení světel a topného systému až po aktivaci systémů, které simulují přítomnost osoby v domě.

Koordinovaná práce všech částí systému je založena na senzorech a speciálních ovladačích, které reagují na pohyb, hluk a energii.

Systém chytré domácnosti od známé společnosti „Raspberry Pi“ je dnes tak žádaný díky tomu, že jej lze snadno sestavit jako jednoduchou stavebnici. Může fungovat na různých jádrech. Jedním z nejpopulárnějších systémů současnosti je systém založený na minipočítači Raspberry.

Zpočátku společnost nabízela dvě konfigurace minipočítačů – model A a model B. Model A měl kapacitu paměti 256 MB a model B dokázal uložit dvakrát více informací. Ale model s malým množstvím paměti nebyl ukončen, protože umožňoval uživateli přístup k internetu. Později byl aktualizován model B Jeho nová verze měla kompaktnější design a měla 4 USB porty.

Jak systém funguje?

Struktura systému může být odlišná. Obvykle je však postaven podle tohoto principu: hlavní je centrální výpočetní zařízení (nazývané také server). Raspberry Pi slouží jako centrální systémový server, na kterém je nainstalováno WEB rozhraní. Ten může snadno komunikovat s notebookem, tabletem nebo chytrým telefonem.

Server komunikuje s periferními speciálními moduly přes rozhraní RS485. Pro bezproblémový chod systému je v každé klíčové místnosti domácnosti vždy instalován speciální ovladač, jehož úkolem je interpretovat příchozí signály a odesílat je do domácích spotřebičů, které jsou v tomto ohledu vykonávajícími zařízeními.

Modul Raspberry Pi obvykle komunikuje s ovladači přes port UART. K tomu by mělo být připojeno odpovídající zařízení, jako je speciální adaptér pro rozhraní RS485 (je třeba zdůraznit, že nejnovější modely zařízení již toto rozhraní mají, protože je součástí základní konfigurace).

„Operačním systémem“ je Raspberry, který může být doplněn rozšířením, například Pimatic. Není vůbec těžké sestavit speciální systém „chytré domácnosti“ na „otevřené platformě“, například openHAB, Fhem, SHC. Platforma wiButler je také nadále populární.

Moduly, které si můžete vybrat pro DIY systém chytré domácnosti

K sestavení speciálního systému a jeho maximální funkčnosti budou zapotřebí speciální moduly. Pro ty, kteří rádi vrtají a chtějí si vytvořit chytrý dům Raspberry pi 3 vlastníma rukama, jsou dnes nabízeny následující moduly:

• Modul kamery. Jeho připojením lze systém považovat za pohodlný nástroj pro video dohled. Tato kamera je kompatibilní s operačním systémem minipočítače Raspberry. Umožní vám natáčet video ve Full HD rozlišení a pořizovat vynikající 5megapixelové fotografie.
• Senzor, který měří vlhkost i teplotu vzduchu. Při instalaci tohoto modulu bude systém zpracovávat údaje o počasí.

• Kouřové hlásiče, ale i čidla signalizující únik vody. Tento nainstalovaný a připojený modul vám pomůže včas reagovat na výskyt kouře v domě a detekovat úniky vody. Mnoho majitelů velkých chat volí tuto možnost, aby svůj domov co nejvíce ochránili před nepříjemnými překvapeními.
• Pohybový senzor kompatibilní s Raspberry Pi. Tento modul lze použít k rozsvícení domácích lamp při sebemenších detekovaných pohybech v jakékoli oblasti domova.

Výhody Raspberry Pi 3 ve srovnání s dříve vydanými verzemi

Nejnovější progresivní verze Raspberry Pi 3 má mnoho výhod:

• Zařízení má mnoho rozhraní. Nejnovější verze má Bluetooth 4.1, Wi-Fi 802.11n, Lan, 4 USB a HDMI. Je také možné připojit GSM modem pro komunikaci s oficiálním mobilním operátorem, který poskytuje služby přístupu k internetu.
• Raspberry Pi 3 má výkonný čtyřjádrový 1,2 GHz procesor.
• Nejnovější verze je kompatibilní s předchozími.

Klady a zápory systému chytré domácnosti od Raspberry Pi

Pro člověka, který si chce udělat život pohodlnější a bezpečnější, je systém chytré domácnosti Raspberry Pi 3 rozumným řešením. Shrneme-li vše výše uvedené, můžeme zdůraznit čtyři důležité výhody chytré domácnosti.

• Schopnost co nejvíce zabezpečit svůj domov monitorováním úniků, instalovaným video dohledem, bezpečnostními a protipožárními systémy.
• Možnost instalace systému, který pomáhá šetřit peníze (mluvíme o pohybových senzorech, dotykových faucetech, senzorech detekujících pohyb).
• Možnost instalace systémů zvyšujících úroveň komfortu (speciální ovládací systémy pro závěsy, elektrospotřebiče).
• Možnost instalace speciálních inteligentních zábavních systémů (mluvíme o multiroom systému, speciálním systému „domácího kina“).

Kromě výhod má systém chytré domácnosti také několik drobných nevýhod:

1. Systém je vhodné zakoupit pouze pro velký venkovský dům.
2. Je důležité porozumět každému prvku systému (nebo mít vždy poblíž osobu znalou této záležitosti), protože kvůli své složitosti může systém kdykoli selhat.
3. Jelikož pokrok jde kupředu cvalovým tempem, za pět až sedm let tento progresivní systém zastará, takže hrozí, že jeho důležité součásti mohou zmizet z prodeje.

Jak vidíte, klady s jistotou převažují nad zápory. Proto, pokud si chcete pořídit systém „chytrého domu“ pro venkovskou chatu, neměli byste se této myšlenky vzdát.

Raspberry Pi je inovativní produkt od anglických vývojářů. Jejich hlavním cílem bylo popularizovat počítačové vzdělávání mezi širokou populací, udělat z programování širší a dostupnější disciplínu a povzbudit více lidí, aby vytvářeli něco nového pomocí nových technologií.

Název produktu Raspberry Pi znamená "malinový koláč", výrobní společnost tak zdůraznila, že tento počítač je určen především dětem.

Co je tento vynález a jaká je aplikace Raspberry Pi v moderním světě, o tom budeme hovořit níže.

Vlastnosti počítače Raspberry Pi

Zařízení Raspberry Pi je malý počítač ve formě jediné desky bez krytu. Vývojáři nabádají děti i dospělé, aby věnovali pozornost nejen používání počítačů, ale také je studovali zevnitř, a také nabízejí, že zapojí svou fantazii a pomocí tohoto počítače vytvoří ostatní něco vlastního.

Podle vývojářů by zařízení Raspberry Pi mělo fungovat tyto vzdělávací cíle:

• zainteresovat školáky na rozvoji dovedností programování;
• přispívat k úsilí mladých programátorů;
• pomozte zkušeným informatikům objevit nové obzory a dosáhnout nových úspěchů v oblasti programování.

V domovské zemi Raspberry Pi ve Spojeném království lze kompletní sadu zakoupit za pouhých 75 liber. Samotná stavebnice se skládá z následujících komponent:

• samotný minipočítač Raspberry Pi model B;
• micro CD (8 gigabajtů);
• klávesnice;
• optická myš;
• Adaptér karet Micro CD;
• napájení;
• HDMI a micro USB kabely.

První várka Raspberry Pi byla vyrobena v Říši středu, ale od konce roku 2012 byla výroba zcela přesunuta do Spojeného království, do závodu v Pencoed (Wales). V průměru závod vyrábí asi 40 tisíc minipočítačů Raspberry Pi týdně.

Specifikace Raspberry Pi

Takže, co jsou zač technické specifikace Tento jedinečný počítač bez pouzdra, pojďme zjistit:

Používání počítače Raspberry Pi pro domácnost

Nejčastěji používaným modelem minipočítače Raspberry Pi je Model B s 215 MB RAM. s podporou Ethernetu. Nechybí ani další úprava zařízení, ve které jsou komponenty umístěny kompaktněji, má také čtyři USB porty, výrazně větší je počet vstupních a výstupních GPIO portů a chybí kompozitní video výstup.

Aplikace počítače Raspberry Pi jsou poměrně široké. Navzdory tomu, že toto zařízení není příliš výkonné, stále se jedná o plnohodnotný počítač. Pokud potřebujete stroj na řešení jednoduchých problémů, které nevyžadují použití výkonných výpočetních zdrojů, můžete k zařízení bezpečně připojit Raspberry Pi standardní prvky stroje:

• monitor;
• myš;
• klávesnice;
• připojení k libovolné distribuci operačního systému Linux.

Doma můžete zařízení Raspberry Pi používat k následujícím účelům:

• vytvoření domácího mediálního serveru;
• jako server pro ukládání dat;
• jako „think tank“ pro automatizované stroje nebo roboty;
• jako server pro automatizaci domácnosti (nebo systém chytré domácnosti).

Jak vidíme, rozsah použití Raspberry Pi pro soukromé potřeby může být různý. V podstatě se jedná o úzkoprofilové úkoly související s prací programátorů nebo jiných vývojářů. A pokud mluvíme o širokém použití, pak stojí za to seznámit se s funkcemi používání Raspberry Pi pro systémy domácí automatizace nebo tzv. chytrá domácnost. Podívejme se na praktickou stránku této problematiky.

Jakýkoli systém domácí automatizace nebo takzvaná chytrá domácnost je poměrně složitý a vícestrukturovaný. Kromě toho, že je navržen tak, aby prováděl určité scénáře, které mu zadá uživatel, má schopnost činit vlastní rozhodnutí v určité nouzové situaci. Můžeme bezpečně říci, že takový systém má výtvory umělé inteligence.

Mnoho lidí dnes aplikuje koncept „inteligentní domácnosti“ na všechno, například:

• GSM poplašné systémy;
• snímač průtoku vody;
• ovládání světel, pohybové senzory atd.

Všechny tyto jevy mohou být součástí struktury domácí automatizace, ale nemohou ji konstituovat samostatně.

Systém domácí automatizace („chytrý dům“) obsahuje následující součásti:

• centrální server;
• je připojen přes rozhraní RS485 k ovladačům, které jsou umístěny v každé místnosti a oblasti domu;
• ovladače jsou připojeny k určitým řídicím zařízením za účelem ochrany, řízení a regulace provozu systému.

Tato síťová architektura tohoto systému je dobrá, protože majitel domu nemusí vést nepohodlné kabely od každého zařízení k serveru, ale jednoduše připojí ovladače, ke kterým jsou připojeni, pomocí jediného UTP kabelu. Jeden pár jeho vodičů je použit pro rozhraní RS485, zatímco ostatní výkonové senzory a ovladače. Stojí za zmínku, že struktura práce je navržena tak, že pokud dojde k poruše jednoho nebo více řadičů nebo dokonce k narušení provozu centrálního serveru, nebude to mít vliv na chod systému jako celku.

A minipočítač Raspberry Pi v tomto systému a je centrální server. Musíte na něj nainstalovat webový server, pomocí kterého bude každý uživatel pomocí svého mobilního zařízení (smartphone, tablet nebo notebook) moci používat běžný prohlížeč, aby měl data o všech procesech, které se v domě vyskytují. a řídit tyto procesy. Uživatel má přístup k serveru pomocí přihlašovacího jména a hesla přes domácí lokální síť nebo přes globální síť, pokud je přihlášen přes Wi-Fi zařízení.

Regulátory, které jsou vybaveny jinou sadou pinů nebo vstupů, jsou připojeny k sériovému portu zařízení UART přes odpovídající zařízení přes rozhraní RS485. Ke stejnému rozhraní můžete také připojit model GPS a použít jej pro přístup do systému přes mobilní nebo pevný telefon, pokud se uživatel nachází v oblasti, kde není přístup k internetu. Přístup je rovněž povolen prostřednictvím hesla, jako v předchozím případě. Další zařízení v síti je rádiový modul, se kterým můžete propojit všechna rádiová čidla a dálkové ovladače do společného systému.

Současná verze systému domácí automatizace založená na počítači Raspberry Pi se tedy skládá z centrálního serveru a ovladačů s rozhraním RS485, které jsou potřebné pro komunikaci se serverem. Jejich popis vypadá takto:

Nyní se pojďme podívat, jak zařízení Raspberry Pi používali vynálezci vytvářet inovativní produkty. Podívejme se na některé z nich.

Konstruktor Kano

Stavebnice Kano pro děti není jen obyčejná stavebnice, je to modulární počítač, takové puzzle zvládne sestavit i dítě. Designová sada obsahuje následující:

I dítě si tak může samo sestavit počítač, který je následně připojen k monitoru nebo televizi přes port HDMI.

Tato stavebnice byla původně vytvořena pro děti, ale stala se oblíbenou mezi dospělými. Prostředky na vývoj a realizaci tohoto projektu byly získány prostřednictvím fundraisingové platformy pro kreativní vynálezy. Díky sestavenému počítači můžete proveďte následující akce:

• hudební nahrávky;
• sledovat videa ve formátu HD;
• psát programy;
• vytvářet své vlastní hry.

Létající zařízení SkyJack

Další vynálezci, založený na počítači Raspberry Pi, vytvořili dron SkyJack, který se ovládá přes Wi-Fi připojení. Takové zařízení je schopno měřit výšku vrtulníku, sledovat dráhy vojenských vrtulníků a ovládat je a může být také použito k zachycení rádiových signálů a vytváření rušení. I přes takové schopnosti je však zařízení pro svůj krátký dosah schváleno pro masové použití.

Poppy: robot mimozemšťan

Poppy robot byl vytvořen pomocí 3D tisku Francouzská společnost INRIA Flowers. Robot je řízen minipočítačem Raspberry Pi. Konstrukce robota opakuje biologickou stavbu člověka, má klouby, páteř a šlachy, jeho chůze je podobná jako u člověka, chodí, přechází od paty k patě a rovnoměrně vede těžiště.

Co je No More Woof?

No More Woof je zařízení, které je stále ve vývoji a je založeno na Raspberry Pi. S jeho pomocí majitel pochopí, co jeho pes chce. Zařízení tedy bude připevněno k hlavě zvířete a bude fungovat na principu elektroencefalografu, tzn. číst informace z psí hlavy a převést jej na majitele prostřednictvím Raspberry Pi. Kdy bude takové zařízení hotové a jak přesně se bude používat, se zatím neví, ale podobné náhlavní soupravy, i když ne tak pokročilé, už profesionální psovodi používali.

Všichni vidí, že s příchodem nového tisíciletí je zájem o počítače mezi novou generací i mimo ni výhradně spotřebitelský. Děti se nechtějí učit programovat a vytvářet něco nového, ale chtějí být výhradně „uživateli“. Vývojáři Raspberry Pi jsou přesvědčeni, že jejich zařízení vrátí lidem dřívější zájem o studium informatiky a donutí je nové technologie nejen používat, ale i vytvářet.

Obrázek 1. Blokové schéma hardwaru systému

Popis procesu instalace hardwaru systému zabere hodně času, ale je poměrně jednoduchý. Nejprve byste měli připojit napájecí zdroj do elektrické zásuvky pomocí prodlužovacího kabelu a odříznout zásuvku prodlužovacího kabelu. Odizolujte vodiče a zajistěte je šrouby ke svorkám napájecího zdroje. Dále připojte Raspberry Pi k napájecímu zdroji odříznutím konektoru typu A z USB kabelu a připojením vodičů k odpovídajícím kolíkům na napájecím zdroji a zasuňte konektor micro USB do napájecího konektoru RPi. Poté byste měli odizolovat oba konce dvou žil ohebného kabelu a připojit je k odpovídajícím svorkám označeným GND a JDVcc na napájecím a reléovém bloku. Nakonec byste měli odstranit propojku, která spojuje kolík označený JDVcc s kolíkem označeným Vcc. Pokud tento dumper neodstraníte, na 3,3 V piny RPi se přivede napětí 5 V, což s největší pravděpodobností zničí počítač.

Nyní, když je napájení přivedeno na všechny terminály, připojte linky IN1-IN8 reléového modulu k odpovídajícím pinům GPIO pomocí flexibilního kabelu, jak je znázorněno na obrázku 2. Kód uvedený v tomto článku byl navržen pro případ, kdy IN1-IN7 piny připojené na piny GPIO1-GPIO7. Pokud se rozhodnete tyto piny zapojit jinak, budete muset odpovídajícím způsobem upravit svůj kód.

Pinout Raspberry Pi GPIO je znázorněno na obrázku 2. I/O porty Raspberry Pi pracují při 3,3 V a reléový modul pracuje při 5 V. Relé jsou však od kolíků Raspberry Pi GPIO izolována pomocí optočlenů. Optočleny mohou být napájeny napětím 3,3 V z pinu Vcc. Pin Vcc reléového modulu lze napájet napětím 3,3 V z konektoru Raspberry Pi GPIO. Ujistěte se, že jste odstranili propojku, která zkratuje svorky Vcc a JDVcc reléového modulu. Aby relé správně fungovalo, musí být kolík JDVcc napájen 5V. Dotyčný reléový modul rozepne kontakty v aktivním stavu. Z toho vyplývá, že pro sepnutí relé musíte uzemnit svorky IN1-IN8.

Obrázek 2. Pinout GPIO Raspberry Pi

Varování: Při připojování hardwarových součástí systému buďte velmi opatrní. Následky úrazu elektrickým proudem mohou být fatální!

Ořízněte všechny zbývající prodlužovací kabely zástrčkami a zajistěte dráty k příslušným svorkám na modulu relé. Připojte také vodiče kabelu, který později připojí systém k zásuvce ve zdi, k odpovídajícím svorkám reléového modulu. Veškerý systémový hardware lze umístit do pouzdra na tužky nebo podobného kontejneru. Myslete na kryt předem, abyste nemuseli odpojovat a znovu připojovat vodiče ke svorkám reléového modulu, jakmile dokončíte práci na hardwaru systému. Také jsem vložil několik šroubovacích kabelových svorek do odpovídajících otvorů v šasi, aby se omezilo napnutí kabelu (obrázek 3).

Obrázek 3. Instalace hardwaru systému

Softwarové prostředí

Své softwarové prostředí jsem začal vytvářet instalací obrazu operačního systému Raspbian. Než začnete instalovat obraz operačního systému, budete si muset připravit displej, který podporuje přenos obrazu HDMI, klávesnici a myš s USB konektory a síťový kabel pro připojení k systému přes Ethernet. Připojení k systému můžete také vytvořit pomocí adaptéru Wi-Fi. Vytvořte zaváděcí SD kartu pro první spuštění systému podle pokynů na http://www.raspberrypi.org/documentation/installation/installing-image. Při prvním spuštění systému instalátor nakonfiguruje operační systém a umístí data z jeho obrazu na celý dostupný prostor paměťové karty. Po prvním spuštění byste měli být schopni se přihlásit pomocí standardních přihlašovacích údajů k uživatelskému účtu (uživatelské jméno „pi“ a heslo „malina“).

Aktualizace systému je chytrá akce, která by měla být provedena ihned po úspěšném přihlášení. Obraz operačního systému Raspbian je založen na softwarových balíčcích z distribuce Debian a jako správce softwarových balíčků používá aplikaci aptitude. Kromě toho budete potřebovat softwarové balíčky s názvem python, pip a git. Doporučil bych také nainstalovat Webmin pro zjednodušení procesu správy systému. Pokyny pro instalaci Webminu jsou uvedeny na http://www.webmin.com/deb.html (postupujte podle doporučení v části „Použití úložiště Webmin APT“):

Sudo apt-get update && sudo apt-get dist-upgrade sudo apt-get install python python-pip git git-core

Poté budete muset nastavit připojení pomocí adaptéru Wi-Fi. Podrobné pokyny naleznete na adrese http://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless. Doporučuji využít možnosti wicd-kurzů. V tomto okamžiku můžete změnit nastavení Raspberry Pi pomocí příkazu sudo raspi-config. Po zadání tohoto příkazu budete mít přístup k pohodlnému grafickému rozhraní, které vám umožní nastavit hodnoty parametrů, jako je velikost RAM sdílené s GPU, parametry rychlosti CPU, režim použití GUI během bootování proces a další.

Dalším užitečným nástrojem je Cloud 9 IDE. Cloud 9 IDE vám umožní upravovat váš kód na úrovni Raspberry Pi prostřednictvím webového prohlížeče. Toto IDE vám také umožní přístup k rozhraní příkazového řádku ve webovém prohlížeči. Můžete vyvíjet a spouštět jakýkoli kód, aniž byste opustili webový prohlížeč. Colud 9 IDE vyžaduje specifickou verzi rámce NodeJS. Použití nepodporované verze frameworku bude mít za následek neustálé pády serveru Cloud 9, což může každého uživatele znechutit. Pokyny pro instalaci frameworku NodeJS na počítač Raspberry Pi jsou uvedeny na http://weworkweplay.com/play/raspberry-pi-nodejs.

Software

Uživatelské rozhraní svého systému jsem se rozhodl vytvořit pomocí technologií HTML5, CSS3 a JavaScript. Kombinace tří zmíněných technologií je silným nástrojem pro tvorbu uživatelských rozhraní. Programovací jazyk JavaScript vám umožňuje používat jednoduché API pro interakci se servery. Kromě toho existuje mnoho knihoven pro programovací jazyk JavaScript, jako je JQuery, Bootstrap a další, ze kterých si můžete vybrat tu nejvhodnější. HTML5 poskytuje rozhraní WebSocket API, které umožňuje webovému prohlížeči udržovat připojení a komunikovat přes toto připojení. Díky tomu je rozhraní WebSocket API zvláště užitečné pro implementaci dynamických a streamovacích aplikací, jako jsou hry a chat. Kaskádové styly CSS jsou užitečné pro stylování různých prvků stránky HTML. Při správném použití umožňují vytvářet dynamická uživatelská rozhraní změnou stylů prvků stránky, když nastanou určité události. Pro tento projekt jsem zvolil framework JQuery pro zpracování událostí, Bootstrap CSS pro rozložení tlačítek v mřížce a programovací jazyk JavaScript pro implementaci mechanismů výměny dat založených na WebSocket API.

Knihovny

Serverová aplikace běžící na úrovni Raspberry Pi musí řídit stav GPIO pinů desky Raspberry Pi. Musí také poskytovat rozhraní HTTP pro předávání dat GUI a rozhraní WebSocket pro předávání zpráv s příkazy a stavovými daty. Jednoduše neexistuje serverová aplikace připravená k instalaci s těmito specifickými funkcemi, takže jsem se rozhodl vytvořit vlastní implementaci serveru pomocí programovacího jazyka Python. Pro zjednodušení vývoje popsané serverové aplikace pomocí programovacího jazyka Python jsou k dispozici moduly s implementacemi metod pro práci s rozhraním Raspberry Pi GPIO, pro tvorbu HTTP serveru a pro práci s rozhraním WebSockets. Vzhledem k tomu, že všechny uvedené moduly jsou navrženy k provádění zadaných úkolů, musel jsem vyvinout minimální množství kódu.

Zmíněné moduly však nejsou součástí interpretru Pythonu a musí být nainstalovány samostatně. Nejprve budete potřebovat modul pro ovládání stavu pinů GPIO konektoru Raspberry Pi. Nejjednodušší způsob, jak změnit stav pinů daného konektoru, je použít knihovnu RPi.GPIO, která je k dispozici na https://pypi.python.org/pypi/RPi.GPIO. Odpovídající modul můžete nainstalovat pomocí následujícího příkazu:

Instalace Sudo pip RPi.GPIO

Práce s modulem RPi.GPIO nezpůsobuje žádné potíže. Příklady použití tohoto modulu naleznete na . Prvním krokem práce s modulem je import jeho kódu do kódu projektu. Poté budete muset vybrat provozní režim. Jako identifikátor provozního režimu lze použít konstantu GPIO.BOARD nebo konstantu GPIO.BCM. Volba provozního režimu určuje, zda se při odkazování na čísla pinů ve všech následujících příkazech použijí vývody čipu BCM nebo I/O konektoru. Dále byste měli uvést, zda jsou kolíky z příslušného konektoru použity pro vstup nebo výstup. Nyní můžete použít kolíky tohoto konektoru pro zamýšlený účel. Nakonec budete muset zavolat metodu cleanup() a resetovat piny GPIO. Výpis 1 ukazuje jednoduchý příklad použití modulu RPi.GPIO.

Výpis 1. Použití modulu RPi.GPIO

Import RPi.GPIO jako GPIO # importuje kód modulu do kódu projektu GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # označuje, že číslování se používá k identifikaci pinů konektoru GPIO.setup(0, GPIO.IN) # označuje, že kanál 0 bude použito pro vstup GPIO.setup(1, GPIO.OUT) # znamená, že kanál 1 bude použit pro výstup var1=GPIO.input(0) # přečtení stavu kanálu 0 GPIO.output(1, GPIO.HIGH ) # nastavení logické jedničky na kanálu 1 GPIO.cleanup() # resetování stavu pinů konektoru GPIO.